MỤC LỤC
MỤC LỤC…...........1
DANH SÁCH HÌNH ẢNH................. 2
LỜI NÓI ĐẦU................ 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TRỒNG CỎ TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC................. 4
1.1. Lịch sử phát triển của máy cắt cỏ...................4
1.2. Ở nước ngoài ............7
1.3. Ở Việt Nam................9
CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT, CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT.............. 12
2.1. Một số máy cắt cỏ và đặc điểm của chúng.............12
2.2. Yêu cầu kỹ thuật của việc trồng và chăm sóc cỏ................12
2.3. Đặc điểm kỹ thuật của máy cắt cỏ..............13
CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN............. 15
3.1. Phương án 1. .................15
3.2. Phương án 2.................. 16
3.3. Phương án 3.................. 17
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY............... 18
4.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cắt cỏ................ 18
4.1.1. Cấu tạo.................19
4.1.2. Nguyên lý hoạt động.................19
4.2. Tính chọn bề rộng làm việc của máy................20
4.3. Tính toán các thông số cơ bản của bộ phận cắt ..............20
4.3.1. Tính chọn vận tốc làm việc của dao. ...........20
4.3.2. Đặc điểm và điều kiện làm việc của dao. ...............23
4.3.3. Yêu cầu đối với vật liệu làm dao............... 23
4.3.4. Thiết kế dao cắt ...............23
4.4. Tính toán động lực học cho máy. ...........27
4.4.1. Tính lực cắt .................27
4.4.2. Tính toán động cơ. .................30
4.5. Thiết kế thân máy.................... 32
4.5.1. Đặc điểm và điều kiện làm việc của thân máy...............32
4.5.2. Yêu cầu đối với vật liệu làm thân máy................32
4.5.3. Thiết kế thân máy................32
4.5.4. Khiểm nghiệm..................34
4.6. Thiết kế trục. ...............37
4.6.1. Chọn vật liệu chế tạo trục..............37
4.6.2. Tính sơ bộ trục.............38
4.6.3. Tính toán kiểm nghiệm trục..................39
4.7. Thiết kế bộ phận điều chỉnh chiều cao..............40
4.7.1. Phương án 1.................40
4.7.2. Phương án 2..............41
4.7.3. Tính toán và thiết kế.................41
4.7.4. Kiểm nghiệm trục...............46
4.8. Thiết kế mâm cắt...............49
4.8.1. Đặc điểm và điều kiện làm việc của mâm cắt...............49
4.8.2. Yêu cầu đối với vật liệu làm mâm cắt.............49
4.8.3. Thiết kế mâm cắt..............50
4.8.4. Chọn ổ đỡ.............50
4.8.5. Thiết kế cặp bánh răng côn................52
4.8.6. Thiết kế bộ truyền đai ..........54
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN.................. 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO................. 58
LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại nền kinh tế phát triển việc đòi hỏi hay nhu cầu của con người ngày càng tăng theo đặc biệt là trong lĩnh vực giáo dục. Xanh, sạch, đẹp và an toàn cho học sinh là những yêu cầu quan trọng của một môi trƣờng thân thiện trong trường học ngày nay.
Nhằm giáo dục bảo vệ môi trƣờng, ngành giáo dục đề ra mục tiêu thiết lập hệ sinh thái trong nhà trường. Tuy nhiên, đầu tƣ số lượng cây xanh, thảm cỏ ngày càng nhiều nhưng hầu như các trường chưa đáp ứng tiêu chí về mảng xanh theo quy định của bộ Giáo dục và đào tạo. Trong đó có việc chăm sóc, bảo vệ và phát triển các thảm cỏ. Trước tình hình đó em đã tìm tòi, nghiên cứu làm sao ra được phương án tối ưu để giảm bớt sức lực con người trong công tác cắt cỏ, cụ thể là bộ môn Chế tạo máy đã đưa ra một số đề tài yêu cầu thiết kế và chế tạo một số máy công tác phục vụ trong trường học. Đây cũng là cơ hội tốt để sinh viên chế tạo máy sắp tốt nghiệp tổng hợp lại tất cả kiến thức đã học ở trường Đại học và làm quen với công việc của một kỹ sư chế tạo trong lĩnh vực thiết kế chế tạo.
Chúng tôi được Bộ môn Chế tạo máy tại trường Đại học Bách khoa giao phó thực hện Đề tài tốt nghiệp “Thiết kế và chế tạo máy cắt cỏ”. Đề tài gồm các nội dung sau:
- Tổng quan về việc trồng cỏ trong nước và ngoài nước
- Đặc điểm, tính chất và các yêu cầu kỹ thuật.
- Lựa chọn phƣơng án thiết kế.
- Tính toán thiết kế.
- Lập quy trình chế tạo chi tiết điển hình
- Kết luận và đề suất.
Do thời gian và trình độ hiểu biết còn hạn chế nên đề tài của em tuy có cố gắng nhưng không tránh khỏi những thiếu xót. Em rất mong nhận được sự góp ý kiến của thầy, cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy: TS……………. đã giúp đỡ, hƣớng dẫn tận tình để em hoàn thành xong đồ án này.
TPHCM, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
…………………..
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TRỒNG CỎ TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC
1.1. Lịch sử phát triển của máy cắt cỏ
Máy cắt cỏ đầu tiên được phát minh bởi Edwin vào năm 1827. Máy cắt này được thiết kế chủ yếu để cắt các bãi cỏ thể thao cơ sở và khu vườn rộng, và được cấp một bằng sáng chế Anh vào ngày 31 tháng 8 năm 1830.
Máy đầu tiên được sản xuất rộng 19 inch với một khung làm bằng sắt. Máy cắt được đẩy từ phía sau với sức mạnh động cơ đến từ các con lăn đất phía sau mà lái bánh răng để chuyển ổ đĩa dao vào xi lanh cắt.
Đầu các máy này đều được làm bằng gang và đặc trưng một con lăn lớn phía sau với một xi lanh cắt (một "reel") ở phía trước. Bánh xe truyền sức mạnh từ các con lăn phía sau xi lanh cắt. Nhìn chung, các máy này là tƣơng tự nhƣ máy cắt hiện đại.
Trong giữa thập kỷ này, Thomas Green và Con Leeds giới thiệu một máy cắt được gọi là Messor Silens (có nghĩa là cắt im lặng), sử dụng một chuỗi để truyền tải điện năng từ các con lăn phía sau để các xi lanh cắt. Những máy này nhẹ hơn và êm hơn so với các máy móc thiết bị điều khiển trƣớc chúng, mặc dù chúng hơi đắt hơn.
1.2. Ở nước ngoài
Ở nước ngoài như các nước Mỹ, Nhật, Anh… Thì việc trồng cỏ trong khuôn viên trường đƣợc đầu tư rất tích cực, nhằm tạo ra một môi trường học tập, giảng dạy và sinh hoạt tốt nhất.
Việc trồng, chăm sóc hay bảo vệ chúng được xã hội hay nhà trường quan tâm và chú trọng.Việc áp dụng các kỹ thuật hay thiết bị hiện đại trong việc trồng hay chăm sóc được đầu to rất kỹ lưỡng. Từ kỹ thuật trồng cho đến phòng trừ sâu bệnh cho cỏ. Cũng như việc chọn giống cỏ để trồng được nghiên cứu rất chặc chẽ.
Một số giống cỏ được nhiều trường học ở các nước ngoài trồng như: Cỏ nhung, cỏ nhật, cỏ lá tre, cỏ lá gừng, cỏ xuyến chi…
- Tấm bọt biến giữ lại các chất ô nhiễm trong đất và cỏ sẽ hấp thụ chúng dần dần.
- Tăng không gian xanh. Đặc biệt đối với vùng thành thị, nơi không gian xanh khan hiếm.
- Thanh lọc không khí do cỏ hút cacbonic và chất có hại cho con người.
- Là một thảm cách nhiệt tuyệt vời có thể ngăn hơi nóng, lạnh, các tia bức xạ và giữ ẩm rất tốt.
- Cách âm làm giảm tiếng ồn từ bên ngoài.
Ngoài ra, cỏ nhân tạo được sử dụng bởi một số lượng ngày càng tăng trong các trường học như: khu ngoài trời, sân thể thao, các cơ sở trong nhà. Nhiều trường học đã được cài đặc nhiều khu vực trò chơi với một bề mặt cỏ nhân tạo.
Ít phụ thuộc vào điều kiện thời tiết chi phí bảo quản giảm còn 1/10 so với cỏ tự nhiên, sử dụng được với tần suất vượt trội và rất nhiều lợi ích tính năng của thể thao cao là những lý do khiến cho cỏ nhân tạo mặt dù xuất hiện chưa lâu trên thị trường, song sản phẩm nhanh chóng được coi là thay thế tuyệt vời cho bãi cỏ truyền thống (bãi cỏ tự nhiên), một sự phát triển sang tạo, sử dụng cỏ nhân tạo hiện nay đã trở thành một trào lưu thịnh hành trong nhiều trường học.
1.3. Ở Việt Nam
Ở Viêt Nam việc tạo ra một môi trường xanh được nhà nước và xã hội rất chú trọng. Cụ thể như Chính Phủ đưa ra các muc tiêu cụ thể cùng vơi đó là các chính sách chủ trương trong việc phát triển và bảo vệ môi trường đặc biệt là bảo vệ màu xanh cho môi trường sống.
Đặc biệt trong trường học việc tạo một môi trường xanh sạch đẹp là rất cần thiết, nó không chỉ tạo màu xanh trong khuôn viên của trường học mà còn tạo ra một môi trường lành mạnh và an toàn cho mọi người khi tham gia học tập hay giảng dạy. Việc làm này được đông đảo các bộ nhân viên và học sinh sinh viên hƣởng ứng mạnh mẽ.
Việt Nam là một nước đang phát triển nên viêc áp dụng khoa học kỹ thuật hiện đại vào việc trồng, chăm sóc và bảo vệ cỏ còn khá nhiều hạn chế. Các công việc này chủ yếu bằng thủ công. Tuy nhiên ở một số trường có điều kiện thì vẫn có áp dụng một số tiết bị hiện đại trong việc chăm sóc cỏ nhƣ dùng máy cắt cỏ cằm tay trong việc cắt cỏ…
CHƯƠNG 2. ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT, CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT
2.1. Một số máy cắt cỏ và đặc điểm của chúng
Về cơ bản ta có hai loại máy cắt cỏ:
- Reel grass mower: Các máy cắt cỏ reel mang một lưỡi cắt cố định nằm ngang ở độ cao mong muốn cắt và xung quanh gồm nhiều lưỡi cắt xoắn ốc gồm từ (3-7) được gắn vào trục quay, các cánh quạt quay tao ra một chuyển động như hình cái kéo. Kết cấu khung chính của máy được gắn vào đó các bộ phận khác của máy.
- Được điều khiển bằng tay và có hai bánh xe. việc cắt được thực hiện dứt điểm, cắt sạch. Thúc đẩy sự phát triển cho cỏ. Sự phát triển của vật liệu và kỹ thuật dẫn đến những máy rất nhẹ, dễ dàng hoạt động và cơ động hơn khi sử dụng.
- Máy cắt cỏ rotary: Dao được quay quanh một trục thẳng đứng với tốc độ cao. Dao thường được gắn trực tiếp vào trục chính của động cở của nó. Lưỡi dao thường cong lên để tao ra một lực hút liên tục. Hoạt động bằng động cở xăng hoạt điện và có 4 bánh xe. Với kết cấu như vậy việc cắt cỏ dẫn tới lác cắt bị thô và dập cỏ bị băm nhỏ.
2.2. Yêu cầu kỹ thuật của việc trồng và chăm sóc cỏ
Chăm sóc và bảo dưỡng các thảm cỏ là một khâu quan trọng. Hiện tại cỏ được trồng chủ yếu trên đất và trên cát do đó yêu cầu kỹ thuật đối với mỗi loại là khác nhau. Đối với cỏ trồng trên đất cần chú ý các yêu cầu sau:
- Đất: Đất tiêu chuẩn để chồng cỏ phải tơi xốp màu mỡ, không bị nhiễm mặn nhiễm phền không bị ngập úng.
- Nước: Nước rất cần đối với các loại cây trồng nói chung và đối với cỏ nói riêng. Tùy theo các loại đất khác nhau, tùy theo từng thời tiết của các vùng miền khác nhau mà cần lượng nước cho các loại cỏ khác nhau nhưng phải đảm bảo lượng nước sau khi tưới nƣớc thấm đạt đến độ sâu 10cm tính từ mặt đất xuống, thời gian tưới (2-3) ngày tưới một lần. nước phải đảm bảo yêu cầu là nƣớc ngọt, nước sạch không mang các mầm bệnh, không nên lấy nước từ các ao hồ kênh rạch để tƣới cỏ vì ở nước này mang nhiều mầm bệnh gây hại cho cỏ. phải có hệ thống thoát nước để tránh ngập úng cho cỏ.
2.3. Đặc điểm kỹ thuật của máy cắt cỏ
Vì máy cắt và thu cỏ hoạt động trong khuôn viên trường học với nhiều thảm cỏ nhỏ và hẹp. Các loại cỏ thường trộng trong khuôn viên trường học dễ chịu ảnh hưởng của việc cắt cỏ không được tốt gây ảnh hưởng tới sự phát triển sau này. Nên cần phải có một số yêu cầu sau đây:
- Đạt năng suất cao.
- Đơn giản, gọn nhẹ.
- Hiệu quả sau khi cắt cao, không gây ảnh hưởng tới sự phát triển của cỏ sau khi cắt.
- Đơn giản trong việc vận hành và sửa chửa.
- Đơn giản trong việc tính toán và thiết kế.
- Giá thành của máy không cao.
CHƯƠNG 3. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
3.1. Phương án 1
Dao được gắn với trục động cơ, tạo chuyển động quay tròn cho dao và thực hiện quá trình cắt.
Qúa trình cắt cỏ ta có thể điều chỉnh chiều cao cắt của dao đảm bảo chiều cao
của cỏ sau khi cắt như mong muốn được điều chỉnh thông qua trục dao và dao cắt.
3.2. Phương án 2
Dao được gắng với trục động cơ qua đó tạo chuyển động quay tròn cho dao và thực hiện quá trình cắt.
Qúa trình cắt cỏ ta có thể điều chỉnh chiều cao cắt của dao đảm bảo chiều cao của cỏ sau khi cắt như mong muốn được điều chỉnh thông qua cụm động cơ.
3.3. Phương án 3
Dao được gắng với trục động cơ qua đó tạo chuyển động quay tròn cho dao và thực hiện quá trình cắt.
Qúa trình cắt cỏ ta có thể điều chỉnh chiều cao cắt của dao đảm bảo chiều cao của cỏ sau khi cắt như mong muốn được điều chỉnh thông qua 4 bánh của máy.
Kết luận:
Qua 3 phương án trên và qua quá trình phân tích ta thấy phương án 3 khả thi hơn. Nổi bật hơn với nhiều ưu điểm và hạn chế được nhiều nhựu điểm hơn. Với kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành và sửa chửa vì vậy việc thiết kế và chế tạo dễ dàng hơn. Vậy tôi chọn phương án 3 để tính toán và thiết kế.
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY
4.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cắt cỏ
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cắt cỏ thể hiện như hình dưới.
4.1.1 .Cấu tạo
Cấu tạo máy thiêt kế được thể hiện như hình dưới.
4.1.2. Nguyên lý hoạt động
Dao cắt 7 được gắn với trục thông qua hệ truyền động bánh đai và bộ truyền bánh răng côn được nối với trục của động cơ, khi làm việc ta bật động cơ làm cho dao cắt quay và thực hiện việc cắt cỏ, đồng thời cỏ được đưa vào đường dẫn mâm thông qua đường dẫn đến bộ phận thu cỏ.
4.2. Tính chọn bề rộng làm việc của máy
Để thiết kế đúng với năng suất mà ta yêu cầu thì ta phải tính chọn bề rộng của máy và vận tốc tiến của máy khi làm việc, tính chọn sao cho phù hợp năng suất và điều kiện kỹ thuật của máy. Với năng suất yêu cầu là 1000 m2/h ta chọn:
Bề rộng làm việc của máy: B = 0,6(m).
Với bề rộng làm việc là 0,6m yêu cầu dặt ra là phải tính chọn vận tốc tiến của máy, sao cho trong 1h máy phải cắt hết một diện tích 1000 m2
Theo kinh nghiệm thiết kế máy sử dụng sức ngƣời để đẩy và điều khiển thì vận tốc tiến của máy khi làm việc phụ thuộc vào ngƣời điều khiển, nghĩa là vận tốc tiến của máy bằng với vận tốc của ngƣời điều khiển khi làm việc.
Để đơn giản cho việc tính toán, ta giả sử máy làm việc ở điều kiện lý tưởng là chỉ làm việc trên đƣờng thẳng, không cua, khi đó ta chọn vận tốc tiến của máy khi làm việc: v = 0,8(m/s).
Với bề rộng làm việc: B = 0,6(m).
Diện tích máy cắt được trong 1h: S0 = 2880 x 0,6 = 1728m2 = 0,1728(ha).
4.3. Tính toán các thông số cơ bản của bộ phận cắt
4.3.1. Tính chọn vận tốc làm việc của dao
Lực ly tâm là một lực quán tính xuất hiện trên mọi vật nằm yên trong hệ quy chiếu quay so với hệ quy chiếu quán tính. Nó là một hệ của trƣờng gia tốc, xuất hiện trong hệ quy chiếu phi quán tính mà trong trƣờng hợp này là hệ quy chiếu quay. Cũng có thể hiểu lực ly tâm là phản lực của lực hƣớng tâm tác dụng vào vật đang chuyển động theo một đƣờng cong ( thành phần lực vuông góc với vận tốc và làm đổi hướng vận tốc), để giữ cho vật căng bằng trong hệ quy chiế quay.
Như vậy tại một thời điểm bất kỳ, gia tốc của điểm cách tâm r là :
a(t) = dv(t)/dt
{ax(t), ay(t), az(t)} = {dvx(t)/dt, dvy(t)/dt, dvz(t)/dt}
Hay:
az(t) = 0; ax(t) = -ω2rsin(ωt)
ay(t) = ω2rcos(ωt)
Như vậy véctơ gia tốc cũng quay tròn với vận tốc góc ω, luôn vuông góc với véctơ vận tốc, theo phƣơng luôn hướng vào tâm quay. Nó có độ lớn tỷ lệ với bình phương ω và với khoảng cách r. Gia tốc trong công thức trên là gia tốc ly tâm, cũng có thể biểu diễn bằng biểu thức ;
a = ω × (ω × r)
Với ω là véc tơ vận tốc góc của chuyển động quay của hệ, r là véc tơ vị trí từ tâm quay đến điểm đang xét gia tốc ly tâm.
Lực quán tính lên vật có khối lƣợng m tại điểm cách tâm quay r là :
F(t) = -ma(t)
F = -mω × (ω × r)
4.3.3. Đặc điểm và điều kiện làm việc của dao
- Dao cắt là bộ phận làm việc quan trọng của máy cắt cỏ. Dao làm việc theo nguyên lí chuyển động quay tròn và có bộ phận giữ cỏ. Khi cắt cỏ, sự tác động của dao sẽ làm cho bề mặt cỏ có thể bị dập làm ảnh hƣởng tới sự phát triển của cỏ sau này. Vì thế khi thiết kế dao cần phải đảm bảo cho bề mặt cỏ tốt nhất không làm ảnh hƣởng tới sự phát triển sau này.
- Làm việc trong điều kiện tự nhiên, chịu ảnh hưởng của các nhân tố tự nhiên gây ảnh hƣởng tới dao như: độ ẩm, nắng, gió…
- Chịu va đập và mài mòn như việc lưỡi dao có thể tiếp xúc với đất, đá dẫn đến lưỡi dao bị bễ, cùng rất nhanh và điều này sẽ làm tăng lực cắt của dao.
4.3.4.Thiết kế dao cắt
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại dao cắt khác nhau cùng với thiết kế của máy cắt cỏ, đặc điểm , yêu cầu của dao cắt ta có nhiều phƣơng án lựa chọn khác nhau
Kết luận:
Qua 3 phương án trên và qua quá trình phân tích ta thấy phương án 1 khả thi hơn. Nổi bật hơn với nhiều ƣu điểm và hạn chế được nhiều nhược điểm. với kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ dàng thay thế và sử chữa vì vậy tôi chọn phƣơng án 1 để tính toán thiết kế.
Đối với phương án 1 sử dụng dao cắt Gardena 04080-20 ta có:
Qua các yêu cầu về vật liệu làm dao nói trên ta chọn vật liệu làm dao là thép gió. Với việc thực hiện đồng thời ba chức năng cùng một lúc là: cắt, giữ và đưa cỏ vào thùng chứa, thì việc thiết kế có hình chữ nhật là hợp lý nhất.
Vì có ít tài liệu nói về loại dao này, nhưng qua các tài liệu liên quan cũng như kết quả thực nghiệm từ một số loại dao cắt tương tự nhƣ dao cắt của máy cắt cỏ đeo vai đƣợc sử dụng khá phổ biến hiện nay. Ta tính và chọn đƣợc các thông số cơ bản của dao.
4.4.Tính toán động lực học cho máy
4.4.1.Tính lực cắt
Trên thực tế khó có thể xác định và không có một tài liệu nào đưa ra công thức tính lực cắt, hay một số liệu cụ thể để cắt đứt một khối vật liệu thức ăn rơm, rau, cỏ với một thiết diện cho trước.
Vì vậy để tìm ra được số liệu cụ thể về lực cắt ta sẽ tiến hành một thí nghiệm thực tế như sau:
a. Thí nghiệm xác định lực cắt:
Dụng cụ:
- Vật thử: một bãi cỏ trong khuôn viên trường học.
- Xét cho một người đứng máy.
- Lưỡi dao quay một vòng.
- Lượng cỏ cắt được là 0.2kg.
b. Tính toán lực cắt thí nghiệm
Trong qua trình làm việc dao chịu tác dụng của lực như sau:
- Lực quán tính U.
- Lực ma sát F.
- Lực cản cắt Q.
Lực quán tính lớn nhất.
[3, trang 189, công thức(III-76)]
Md = G0.l(kg): Khối lượng của dao.
G0 =(1,9-2,3)kg: Khối lượng của một mét dao.
Chọn G0 =2(kg).
L =0,4m: chiều dài của dao.
Md = 2.0,4= 0,8(kg).
ω= 6,28 (rad/s).
Thế vào ta tính được lực quán tính:
U = ±0,8.6,282.0,2=6,3 (N).
Vậy tổng lực tác dụng lên dao:
R =0,6 + 6,3 = 6,9 (N)
Công suất cần thiết cho dao làm việc:
Tuy nhiên thực tế thì lưỡi dao sau khi một thời gian làm việc sẽ bị mòn làm cho lựt cắt tăng lên.
Ta chọn: K1=1,2; K2=1,1
Ta được:Qtt=1,2.1,1.6,9=9,108 (N)
4.4.2.Tính toán động cơ
Nđcđược xác định theo công thức trong tài liệu
(KW) (4.12) [3, trang 19]
Trong đó:
Nlv- Công suất làm việc của dao cắt (KW)
- Hiệu suất của bộ truyền.
n- Hệ số an toàn (1,1-1,3)
* Chọn động cơ có các thông số sau:
- Kí hiệu: GX 120T1 QD
- Kiểu động cơ : 4 thì, 1xilanh, supap treo, nghiêng250, nằm ngang
- Công suất (kw): 2,6
- Số vòng quay : 3600
- Dung tích xilanh (cc) : 118
- Tỉ số nén : 8.5 :1
- Trọng lượng (kg): 12.9
- Đặc điểm khác: Đường kính x hành trình piston60 x 42 mm
- Mô men soắn cực đại7.3 N.m(0.74 kgf.m, 1.2 lbf.ft)/2,500 v/p
- Hệ thống làm mát: Bằng gió cưỡng bức
- Hệ thống đánh lửaBán dẫn IC
4.5. Thiết kế thân máy
4.5.1. Đặc điểm và điều kiện làm việc của thân máy
- Chịu trọng lượng của động cơ.
- Làm việc với cường độ cao.
- Chịu sự va đập và mài mòn khá cao.
- Tác dụng của các yếu tố tự nhiên
4.5.2. Yêu cầu đối với vật liệu làm thân máy
- Vật liệu có độ cứng cao, khối lượng nhỏ.
- Vật liệu phải có độ bền và độ dẻo cần thiết.
- Vật liệu chế tạo phải có khả năng chịu mài mòn lớn.
- Vật liệu phải có tính công nghệ tốt, tính kinh tế cao. Nghĩa là vật liệu làm dao phải đƣợc gia công dễ dàng dễ kiếm và giá thành không cao.
4.5.3. Thiết kế thân máy
Với sơ đồ nguyên lý cũng như nguyên lý hoạt động đã được nêu ở trên. Ta thiết kê phần thân máy có dạng thành mỏng, với độ dày cần thiết sao cho vẫn đảm bảo độ cứng vững cho toàn bộ phận của máy, mà đạt khối lượng nhỏ nhất. Cũng như đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và điều kiện làm việc như đã nêu ở trên.
Khoảng cách này được chọn dựa theo kinh nghiệm thực tế. Căn cứ vào điều kiện thực tế như các loại cỏ thường được trồng, kích thước của chúng. Từ đó ta chọn được như hình dưới.
Khung được thiết kế đoen giản cho việc gia công máy nhưng phải bảo đảm cấu trúc cứng vững. Sử dụng thép hộp []20x20x2mm làm khung chính.
4.5.4. Khiểm nghiệm
Dùng phần mền Inventror 2021 để thiết kế và kiểm nghiệm
Với ứng suất lớn nhất = 6,846 MPa < 120 MPa kết luận khung đủ bền
4.6. Thiết kế trục
Trong thực tế thì trục động cơ không cần đảm bảo được yêu cầu về kích thước như: Đường kính, chiều dài hay các yêu cầu về vật liệu.
Để có thể sử dụng như đã thiết kế và để phù hợp với đặc tính của máy ta cần cải tiến trục động cở cho thích hợp bằng cách nối trục..
Ta thiết kế trục có dạng bậc. đảm nhận vai trò trung gian giữa dao và trục động cở. Ngoài ra trục nối còn đảm nhận vai trò hết sức quan trọng là truyền mômen quay cho dao.
4.7. Thiết kế bộ phận điều chỉnh chiều cao
Bộ phận thay đổi chiều cao cắt là bộ phận ta có thể điều chỉnh chiều cao cắt khi máy đang làm việc nhằm đảm bảo chiều cao của cỏ sau khi cắt như mong muốn.
Với kết cấu của máy cắt cỏ như đã thiết kế ta có nhiều phương án để thiết kế như:
4.7.1. Phương án 1
Điều chỉnh chiều cao cắt thông qua trục dao và dao cắt. hay có thể hiểu là điều chỉnh khoảng cách giữa dao và mâm cắt theo chiều đứng.
* Ưu điểm:
- Đơn giản, gọn nhẹ.
- Dễ dàng thiết kế và chế tạo.
* Nhược điểm:
- Chỉ thay đổi trong phạm vi rất hẹp.
- Không đảm bảo khoảng cách giữa dao và mâm cắt như đã yêu cầu.
- Khi đang hoạt động nếu cần muốn thay đổi chiều cao cắt thì rất khó khăn.
4.7.3. Tính toán và thiết kế
Bao gồm 2 bộ phận: Bộ phận chính dùng để điều chỉnh chiều cao và các nấc điều chỉnh để cố định bộ phận điều chỉnh chiều cao khi muốn điều chỉnh tới chiều cao cắt mong muốn.
Tính chọn tiết diện bộ phận điều chỉnh chiều cao:
Ba lỗ được cung cấp trên khung có tên “L”, “M” và “H” là viết tắt của Thấp, Trung bình và Cao tương ứng. Hình chiếu hình trụ được cung cấp trên Cần gạt có thể được hoán đổi vào các lỗ này bằng cách kéo cần ngược. Mỗi vị trí này thay đổi khoảng cách từ mặt đất đến lưỡi cắt, dẫn đến thay đổi chiều cao của cỏ đang được cắt. Vì vậy, điều này hệ thống cung cấp điều chỉnh độ cao đơn giản và hiệu quả cho máy cắt cỏ.
4.8. Thiết kế mâm cắt
4.8.1. Đặc điểm và điều kiện làm việc của mâm cắt
- Làm việc với cƣờng độ cao.
- Chịu sự va đập và mài mòn cao.
- Góp phần đảm bảo độ cứng vững cho thân máy.
- Chịu ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên.
- Đảm bảo cho cỏ không rơi ra ngoài khi máy đang làm việc.
4.8.2. Yêu cầu đối với vật liệu làm mâm cắt
- Vật liệu có độ cứng cao, khối lƣợng nhỏ.
- Vật liệu phải có độ bền và độ dẻo cần thiết.
- Vật liệu chế tạo phải có khả năng chịu mài mòn lớn.
- Vật liệu phải có tính công nghệ tốt, tính kinh tế cao. Nghĩa là vật liệu làm dao phải được gia công dễ dàng dễ kiếm và giá thành không cao.
4.8.3. Thiết kế mâm cắt
Mâm cắt với đặc điểm và điều kiện làm việc cũng tương tự nhƣ thân máy. Chỉ có điều chịu tải trọng nhỏ. Chủ yếu cùng với dao đảm nhận vai trò giữ và làm đường dẫn cỏ trong quá trình hoạt động.
Với những đặc điểm nói trên ta thiết kế mâm cắt bằng vật liệu thép tấm với chiều dày là 3mm.
Các kích thƣớc còn lại được cho trên hình vẽ.
4.8.5.Thiết kế cặp bánh răng côn
Để giảm thiết việc tính toán thiết kế chi tiết, ta có thể lựa chọn các kết cấu cơ khí có sẵn trên thị trường. Quy việc tìm hiểu và phân tích, em lựa chọn hệ bánh răng có kết cấu như sau
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
1. Kết Luận
Qua thời gian ba tháng thực hiện đến nay đề tài đã được hoàn thành. Trong quá trình thực hiện, em đã dựa vào các tài liệu phổ cập, tin cậy, đã vận dụng những kiến thức đã học ở trường, thực tế khi tham khảo một số máy của nƣớc ngoài để vận dụng vào công việc thiết kế, chế tạo máy cắt cỏ và thu cỏ trong trường học. Trong quá trình tính toán thiết kế, em đã vận dụng, tổng hợp lại những kiến thức cơ bản được học tại trường để giải quyết những vấn đề cụ thể. Từ đó, em đã củng cố lại lý thiết trong suốt quá trình học. Tuy nhiên, máy cắt cỏ và thu cỏ là máy có nhiều chi tiết, cụm chi tiết khá phức tạp. Vì vậy, trong quá trình tính toán thiết kế và chế tạo còn gặp nhiều khó khăn. Hơn nữa, đây là công việc còn mới mẻ với người kỹ sư tương lai nên chắc chắn không tránh khỏi những thiếu xót. Em mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn sinh viên để đề tài này được hoàn thiện hơn.
2. Đề xuất ý kiến
Em thấy đây là một đề tài hay, có tính thời sự, rất phù hợp với chuyên ngành chế tạo máy. Nếu được áp dụng và triển khai vào thực tiễn sản xuất nó sẽ góp phần
tích cực vào việc giải quyết nhu cầu cắt và chăm sóc cỏ trong trƣờng học nói riêng và xã hội nói chung. Đưa máy vào hoạt động góp phần thúc đẩy cơ giới hóa hiện đại
hóa, tránh được những hậu quả của việc dùng một số máy cắt cỏ hện nay.Trong quá trình tính toán thiết kế và tìm hiểu tình hình thực tế thì việc chế tạo máy cắt cỏ và thu cỏ có số vấn đề cần xem xét lại:
Hoàn thiện hơn nữa khả năng tự động của máy cắt cỏ mà khi máy hoạt động không cần con người trực tiếp tham gia. Máy cắt cỏ và thu cỏ là máy có nhiều chi tiết, cụm chi tiết phức tạp nên để thiết kế đƣợc hoàn thiện có thể đƣa vào chế tạo đƣợc chính xác, thì có thể giao cho mỗi sinh viên thiết kế chế tạo một bộ phận của máy.
Nếu có điều kiện thì đưa vào sản xuất máy với quy mô vừa nhằm phục vụ người dân cũng như giảm chi phí từ việc nhập khẩu các loại máy cắt cỏ từ nước ngoài với giá thành cao.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. GS. TS. Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS. Lê Văn Tiến, PGS. TS. Ninh Đức Tốn, PGS. TS. Trần Xuân Việc. Sổ tay công nghệ chế tạo máy (tập 1,2,3) Nxb Khoa học và Kỹ thuật, 2001, 2003
[2]. PGS.TS Trần Văn Địch. Atlas đồ gá. Nxb Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2003
[3]. PGS.TS. Trịnh Chất – TS. Lê Văn Uyển. Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí. Nhà xuất bảng giáo dục 1998.
[4]. Đoàn Văn Điện - Nguyễn Bảng Lý thuyết và tính toán máy nông nghiệp Trƣờng Đại Học Nông Lâm TPHCM 1987.
[5]. GS.PTS. Phạm Văn Vƣợng Máy thu hoạch nông nghiệp Nhà xuất bản giáo dục 1999.
[6]. PTS. Nguyễn Trọng Bình, PGS. PTS. Trần Văn Địch, PGS. PTS. Nguyễn Thế Đạt Công nghệ chế tạo máy Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[7]. PGS. TS. Trần Văn Địch, Th. S. Lƣu Văn Nhang, Th. S. Nguyễn Thanh Mai. Sổ tay gia công cơ . Nxb Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2002
[8]. Trần Hữu Quế. Vẽ kỹ thuật Nhà xuất bản giáo dục
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"